La parola ‘domotica’ deriva dalla composizione tra il termine latino domus (‘casa’) e la desinenza tica di informatica, odi automatica. Essa, infatti, indica nel linguaggio corrente una tecnologia per la realizzazione di impianti elettrici chefonde gli strumenti dell’informatica e le metodiche dell’automazione, applicando il risultato di tale sintesi all’ambientedomestico. L’uso della locuzione building automation è preferito quando la tecnologia descritta sia prevista già nella faseprogettuale di un intero edificio; talvolta si usa anche indicare tali edifici come ‘edifici intelligenti’. Nei paesi anglofoni,infine, building automation è spesso da considerarsi sinonimo di domotica.

Per sgombrare il campo da interpretazioni linguistiche, è possibile riferirsi alle definizioni presenti nella guida CEI205-2, Guida ai sistemi bus su doppino per l’automazione nella casa e negli edifici, secondo le Norme CEI EN 50090:• Sistema BUS: insieme dei dispositivi e delle loro interconnessioni che realizza applicazioni utilizzando un supporto dicomunicazione comune a tutti i dispositivi ed attuando la comunicazione dei dati tra gli stessi secondo un protocollo dicomunicazione prestabilito;• HBES o Sistema HBES o impianto HBES: Home and Building Electronic System (sistema elettronico per la casa e l’e-dificio), Sistema BUS conforme alla serie di Norme CEI EN 50090.

La definizione di Sistema BUS è particolarmente illuminante per comprendere la differenza tra la sola automazione e ladomotica. Un semplice esempio può aiutare a far chiarezza: si immagini di voler automatizzare l’apertura della porta diun garage e l’illuminazione della zona antistante il box. Una cellula fotoelettrica che reagisca al passaggio dell’autovettu-ra aprendo elettricamente la porta del garage rappresenta un sicuro esempio di automazione. Altrettanto si può dire diun sensore crepuscolare e di un sensore IR che provvedano, rispettivamente, ad attivare l’illuminazione al tramonto edal passaggio di una persona. Questa soluzione, tuttavia, non rappresenta un impianto realizzato con tecnologia domoti-ca, ma si tratta solo di semplice automazione realizzata con tecnologia tradizionale. Per realizzare un sistema domoticoè invece necessario che tutti gli elementi introdotti siano in grado di dialogare tra loro. Tra i due sensori e l’impianto,quindi, deve realizzarsi uno scambio di informazioni; l’azione conseguente (apertura porta o attivazione luci) deve deri-vare dall’acquisizione dei dati trasmessi dai sensori, anziché da una mera azione elettrica a carico degli stessi.

Un impianto realizzato in tecnologia domotica è quindi molto simile ad una rete di micro-calcolatori che si scambia-no messaggi informativi tramite un mezzo di comunicazione e che reagiscono in conseguenza di tali informazioni.Spariscono, quindi, alcuni elementi meccanici/analogici caratterizzanti l’impianto tradizionale (uno su tutti: l’interrutto-re), sostituiti da dispositivi che sono assimilabili a microcomputer in grado di generare ed interpretare messaggi informa-tivi digitali.

Gli elementi essenziali che sono presenti in un impianto domotico sono così sintetizzabili:• sensori: dispositivi elettronici che possono essere attivati manualmente (pulsanti, telecomandi, ecc.) o reagire ad unqualche stimolo (sensori IR di presenza, sensori crepuscolari, ecc.). In conseguenza di tale attivazione, essi trasmettonoun messaggio, detto ‘telegramma’; questo contiene un numero, l’‘indirizzo’, che identifica univocamente ilsensore/comando che lo ha generato. Il telegramma può inoltre contenere informazioni aggiuntive tipo ‘pulsante premu-to per 3 secondi’ che risultano molto efficaci per aumentare la flessibilità di utilizzo dell’intero impianto elettrico;• attuatori: dispositivi che si occupano di alimentare o disattivare le utenze (lampade, prese elettriche, ventole, climatiz-zatori, ecc.). Gli attuatori sono i destinatari dei messaggi (telegrammi) inviati dai sensori; si tratta di dispositivi che pos-

sono essere programmati per rea-gire in modo diverso al variaredel contenuto dei messaggi rice-vuti. Gli attuatori sono gli unicidispositivi, in un impiantodomotico, che sono collegati allarete di potenza ed ai carichi. Illoro posizionamento può essere‘in campo’, cioè in prossimità deicarichi da attivare, oppure all’in-terno del quadro elettrico.Quest’ultima soluzione è partico-larmente interessante perchéaumenta la facilità di manuten-zione in caso di guasto, riducen-do la probabilità di dover inter-venire nel locale in cui si troval’utenza;• BUS di collegamento: costitui-sce, per l’impianto domotico, ciòche il sistema nervoso rappresen-ta per il corpo umano. È costitui-to da un mezzo trasmissivo sulquale transitano i messaggi digi-tali generati dai sensori, che sonoricevuti dagli attuatori o da qua-

Domotica e building automation

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“Standard commercialie normativa”I primi sistemi elettronici perl’automazione di impiantielettrici nascono e si svilup-pano nella seconda metà de-gli anni ‘80 in ambito indu-striale per il controllo dei pro-cessi. L’applicazione agli edi-fici arriva soltanto qualcheanno dopo. Tale ritardo è prin-cipalmente imputabile alleseguenti cause:• costi più elevati rispetto aisistemi tradizionali. In campoindustriale, il costo dell’auto-mazione è facilmente bilan-ciato dai vantaggi che essa of-fre in termini di modularitàfunzionale e flessibilità del-l’impianto; l’automazionedell’edificio deve invece es-sere ‘sostenibile’ anche dalpunto di vista del costo com-plessivo di progettazione, in-stallazione e gestione;• scarso vantaggio econo-mico legato alla manuten-zione. Il ritorno economicodei sistemi di automazionerappresenta un valore impor-tante per il campo industrialein quanto riduce la spesa de-dicata alla manutenzione e i tempi di fermo impianto da essa derivanti. Per gliimpianti dedicati al mondoresidenziale, invece, questiaspetti sono del tutto margi-nali.Una spinta alla building auto-mation in ambito non indu-striale giunge nel decenniosuccessivo dal rilascio dinorme nazionali da parte dialcuni Paesi europei: in Fran-cia BatiBUS ed in GermaniaEIB. In quegli anni ancora nonesiste nel campo alcuna nor-mativa mondiale (IEC), né eu-ropea (CENELEC), ma la Co-munità Europea pone i pre-supposti alla futura attività dinormazione armonizzata conil progetto EHS (EuropeanHome Systems). Si formanonegli anni ’90 associazioni diaziende con lo scopo di favo-rire lo sviluppo e la diffusionedi ciascuno dei tre sistemi ci-tati. In particolare:

Esempio di collegamento: i comandi sono collegati soltanto al doppino BUS e non necessitanodel collegamento alla rete elettrica in corrente alternata.

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lunque altro dispositivo collegato al BUS (anche un PC). Generalmente il BUS è costituito da un cavo di collegamentoUTP del tutto analogo a quelli usati in telefonia, ma non mancano soluzioni alternative quali le fibre ottiche, le comuni-cazioni via etere (wireless) o le onde a 132 kHz convogliate sui cavi di potenza.

Agli elementi essenziali descritti possono aggiungersi elementi accessori quali un Personal Computer, utilizzato per laprogrammazione iniziale e per eventuali modifiche all’impianto, e un server web utile per controllare l’impianto daremoto. È infatti relativamente semplice, con tale tecnologia, controllare o modificare a distanza, usando un normalebrowser web l’accensione delle varie utenze o i parametri di un cronotermostato.

È possibile adesso dimostrare, con un esempio pratico, come l’adozione della tecnologia domotica per l’impiantoluce possa notevolmente ridurre l’impatto delle opere di posa. Si supponga di voler comandare l’accensione di un lampa-dario da tre punti diversi in una stanza: è il caso diffusissimo di una stanza da letto in cui la luce sia comandabile siadall’entrata, sia dai due lati del letto. Se si adottasse la tecnologia tradizionale, si dovrebbe procedere come segue:• predisporre due deviatori ed un invertitore;• per ognuno dei deviatori, prevedere la posa di tre cavi di potenza con sezione minima 1,5 mm2;• collegare l’invertitore con quattro cavi di potenza con sezione minima 1,5 mm2;• collegare il lampadario centrale con tre cavi di potenza con sezione minima 1,5 mm2.

Si noti come l’ingombro complessivo dei cavi da posare sia notevole; le cose si complicano parecchio al crescere deipunti di comando: per ogni punto aggiuntivo devono essere previsti quattro ulteriori cavi ed un invertitore. La comples-sità dell’installazione e la sua invasività nei confronti dell’edificio sono quindi proporzionali alla complessità dell’im-pianto che si vuole realizzare. Inoltre, un impianto così realizzato consente limitatissime possibilità di modifica neltempo: mutare la logica di accensione del lampadario (per esempio frazionando l’attivazione delle sue lampade) compor-ta interventi fisici sull’impianto non trascurabili.

Se si realizzasse lo stesso impianto in tecnologia domotica, il numero complessivo di cavi e il loro ingombro sarebbeinvece limitatissimo e, soprattutto, non più legato al numero dei punti di accensione previsti. Infatti, per l’installazione sidovrebbe procedere come segue:• posare un cavetto BUS al quale collegare l’attuatore ed i tre pulsanti;• collegare il lampadario centrale all’attuatore e da qui alla rete elettrica con tre cavi di potenza di sezione minima1,5 mm2.

L’installazione è quindi estremamente semplificata rispetto al caso tradizionale. Il numero di cavi di potenza (piùingombranti da posare) non è più legato al numero di punti di accensione desiderati. Inoltre la successiva posa di ulte-riori pulsanti di accensione richiede soltanto che essi siano raggiunti dal cavo BUS (sottile e di facile posa): esso, infatti,svolge anche la funzione di alimentazione dei sensori, come meglio spiegato nel seguito.

Un impianto così realizzato si presta molto bene a qualsiasi variazione della logica di utilizzo: tutto si riduce, infatti,alla riprogrammazione degli attuatori ed eventualmente dei sensori usando un software. Non è richiesto alcun interven-to hardware. Comandare addirittura da un’altra stanza lo spegnimento del lampadario dell’esempio precedente è possi-bile semplicemente aggiornando la lista dei sensori ai quali l’attuatore reagisce.

La differenza tra i due approcci diventa ancora più marcata quando si introduca la volontà di automatizzare alcunefunzioni. Infatti, un impianto domotico può sfruttare le informazioni provenienti dai diversi sensori (crepuscolare, tem-

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• EIBA, associazione relativaalla tecnologia tedesca EIB;• Club Batibus International,relativa alla tecnologia fran-cese Batibus;• EHSA, relativa al progetto Eu-ropeo EHS.Questo proliferare di tecnolo-gie tra loro incompatibili, ana-logamente a quanto accadutoin altri ambiti della tecnologia,per esempio nel settore del-l’audio-video e in quello delletelecomunicazioni, ha costi-tuito a lungo un freno alla diffu-sione della building automa-tion. I progettisti, gli installa-tori e i clienti finali, confusi e ti-morosi di orientare i propri in-vestimenti (sia in termini diknow-how che di capitali eco-nomici) su una tecnologia che alungo andare non si sarebbeimposta, hanno stentato ad ab-bracciare le tecnologie na-scenti.Durante questa situazione distallo, il mercato ha continuatoad orientarsi sugli impianti tra-dizionali allungandone la vitaben oltre il dovuto. Sul finiredegli anni ’90, le varie associa-zioni presero coscienza dellapossibilità di dare fiducia almercato e di favorirne la cre-scita definendo uno standardcomune. Unirono quindi le pro-prie conoscenze ed i proprisforzi per dar vita ad una tecno-logia nota come Konnex, sup-portata dalla normativa CENE-LEC della serie EN 50090.L’esistenza di una norma euro-pea ha effettivamente portato irisultati sperati dando una for-midabile spinta al mercato, ras-sicurato dalla certezza di inte-roperabilità tra dispositivi dicostruttori diversi e dal valorenel tempo dell’investimento ef-fettuato. Molti produttori di di-spositivi per impianti elettricitradizionali, motivati dall’aper-tura di un nuovo mercato eco-nomico globale, hanno affian-cato alla propria produzionenuove linee dedicate alla buil-ding automation. L’aumento didomanda per sistemi Konnex -compatibili ha influito positiva-mente anche sulla competi-zione tra i produttori portando iprezzi dei dispositivi per im-pianti domotici a livelli simili a

Sistema di automazione domestica My Home di BTicino.

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peratura, infrarosso, pioggia), tramite il BUS, per comandare i vari dispositivi secondo una logica prestabilita. L’informazione proveniente da un solo sensore crepuscolare, ad esempio, può essere utilizzata per automatizzare

contemporaneamente il funzionamento dell’illuminazione interna, di tende, tapparelle e veneziane motorizzate, dell’illu-minazione esterna, dell’impianto di sicurezza/antintrusione, dell’impianto di riscaldamento, ecc. Non c’è alcuna neces-sità che questi impianti adottino ciascuno il proprio sensore perché l’informazione che transita sul BUS può essere lettacontemporaneamente da tutti gli attuatori appartenenti ai diversi impianti.

La domotica può svolgere un importante compito anche per quanto riguarda il contenimento dei consumi energeticie contemporaneamente lo sfruttamento intelligente delle risorse disponibili.

È possibile, intersecando opportunamente le informazioni provenienti dai vari sensori e gli assorbimenti istantaneidei carichi, evitare gli episodi di sovraccarico della rete oltre il limite contrattuale imposto dal fornitore e la conseguentetemporanea interruzione di erogazione dell’energia da parte del fornitore stesso. Il sistema ‘intelligente’, infatti, puòmonitorare in continuo l’assorbimento istantaneo di tutti i carichi ed agire scollegando o depotenziando selettivamentealcuni carichi preservando l’attività di altri. Ad esempio, ilsistema, in caso di avvicinamento al limite potenza/energiacontrattuale, può disattivare le luci negli ambienti vuoti(informazione comunicata dai sensori IR) e disalimentaretemporaneamente i carichi secondo un ordine di prioritàassegnato allo scopo di mantenere l’alimentazione alleutenze privilegiate, quali il frigorifero.

Con lo stesso criterio, il sistema può occuparsi dellagestione di altre fonti di energia con l’obiettivo di migliora-re il rendimento energetico complessivo dell’edificio. Essopuò quindi agire sulla climatizzazione e sull’esposizionedegli ambienti alla luce solare basandosi sulla combinazio-ne delle informazioni provenienti dalla rete di sensori.

Questo tipo di applicazioni è ancor più efficace quan-do è progettato ed implementato a livello dell’intero edifi-cio (si parla in questo caso di building automation). In talecircostanza, è utile prevedere l’installazione di un PC chesia parte integrante dell’impianto e che sovrintenda allafunzionalità dello stesso. Anche questo componente neces-sita soltanto del collegato al BUS e quindi può essere posi-zionato in qualunque punto dell’edificio raggiunto dal BUSstesso. La quasi totalità dei produttori offre a catalogo deimini PC installabili all’interno del quadro elettrico.

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quelli dei dispositivi tradizio-nali. Il TC 205 (Technical Com-mittee 205) del CENELEC ha de-finito i requisiti di un sistemaHBES (Home and Building Elec-tronic System - Sistema elettro-nico per la casa e l’edificio) ca-pace di impiegare differentimezzi di comunicazione, condiversi livelli di prestazione in-dividuati dalle Classi 1, 2 e 3. LaClasse 1 identifica la comu-nicazione di semplici comandie controlli; la Classe 2 com-prende la Classe 1 e la trasmis-sione della voce e del videolento; la Classe 3 comprende laClasse 2 e la trasmissione di se-gnali video complessi.Per quanto concerne la moda-lità di progettazione e installa-zione dell’impianto HBES, lenorme prevedono tre possibi-lità:• System Mode, che richiedel’impiego di mezzi informaticiper configurare ogni disposi-tivo HBES;• Easy Mode, che utilizza mezzipiù semplici, quali commuta-tori o microinterruttori presentisul dispositivo da configurare ocontrollori/programmatori do-tati di alcuni pulsanti e displayforniti dal costruttore;• Automatic Mode, che non ri-chiede alcuna configurazionedel dispositivo HBES, poiché ildispositivo si autoconfigura nelmomento in cui viene collegatoall’impianto HBES. A livello italiano, il ComitatoTecnico 205 del CEI ha pubbli-cato nel maggio del 2005 laguida CEI 205-2, Guida ai si-stemi BUS su doppino per l'au-tomazione nella casa e negliedifici, secondo le Norme CEIEN 50090. La guida prevedeuna sezione introduttiva che af-fronta temi quali le dimensionidi un sistema HBES in terminidi numero massimo di elementie di estensione geografica del-l’impianto, la topologia dei col-legamenti tra i vari dispositivicostituenti l’impianto, i van-taggi rispetto ad un impiantotradizionale (a questo argo-mento centrale è dedicata unaintera appendice). La guida de-scrive anche concetti base sullacompatibilità elettromagnetica(EMC). Si ricorda che per EMC si

La casa intelligente: il sistema DomusTechdi ABB.

ScenariRisparmio energeticoMancanza/ripristino energia elettricaSicurezza antintrusioneControllo illuminazioneSerramenti motorizzati

Rivelatore di allargamentoControllo illuminazioneSerramenti motorizzatiControllo clima

Scenari

Sicurezza antintrusioneControllo illuminazioneSerramenti motorizzatiRivelatore di gasRivelatore di allagamento

Sicurezza antintrusioneControllo illuminazioneSerramenti motorizzatiRivelatore ottico di fumo

Modulo domotico Vimar per il controllo di videocitofonia e TVCC.

Sicurezza antintrusioneControllo illuminazioneSerramenti motorizzatiRivelatore ottico di fumo

Rivelatore di allagamentoControllo illuminazioneSerramenti motorizzatiControllo clima

Controllo climaSicurezza antintrusione Sicurezza antintrusione

Controllo illuminazioneSerramenti motorizzatiRivelatore ottico di fumo

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pagine XV-XVI

intende “l’idoneità di un dispo-sitivo, di un’apparecchiatura odi un sistema a funzionare nelproprio ambiente elettroma-gnetico in modo soddisfacentesenza introdurre disturbi elet-tromagnetici inaccettabili pertutto ciò che si trova in tale am-biente”. Degna di nota è infinela normativa tecnica che si oc-cupa dell’adozione di sistemiBUS negli edifici pregevoli perrilevanza storica ed artistica. Inessi, infatti, la necessità di ot-tenere una maggiore sicurezzaai fini della salvaguardia delpatrimonio, unitamente aglioggettivi vincoli artistici pre-senti, rende difficile realizzareo adeguare gli impianti elettricisecondo la regola dell’arte. Lanorma CEI 64-15, Impianti elet-trici negli edifici pregevoli perrilevanza storica e/o artistica,fornisce informazioni integra-tive (e talvolta sostitutive) ri-spetto alla norma CEI 64-8 perla realizzazione degli impiantielettrici in bassa tensione; essasuggerisce, all’articolo 1.4.1,l’utilizzo di nuove tecnologieimpiantistiche quali i SistemiBUS per avere un minore im-patto su impianti e struttureedili esistenti.Il Comitato Elettrotecnico Ita-liano (CEI) ha rilasciato nel lu-glio del 2001 una Guida CEI 83-11 dal titolo I sistemi BUS negliedifici pregevoli per rilevanzastorica e artistica, che intro-duce lo stato dell’arte sulle tec-nologie dei Sistemi Bus per gliedifici ed illustra la completapanoramica delle loro possibiliapplicazioni in relazione ai sitie alle opere oggetto di tutela.La guida affronta argomentiparticolari quali la possibilitàdi recuperare interi circuiti diimpianti elettrici esistenti uti-lizzandoli come ingresso a di-spositivi di comando (inter-facce) che rendono i compo-nenti del vecchio circuito (inter-ruttori, pulsanti, ecc.) “inno-cui” sia in relazione ai pericoliderivanti dalle tensioni di con-tatto – grazie all’uso di circuiti abassissima tensione di sicu-rezza (SELV) –, sia a quelli con-seguenti al pericolo degli in-cendi, limitando a 10 mA la cor-rente massima circolante.

La casa domotica di BillGates. Ai visitatori vieneconsegnato un microchipRFId all’ingresso dellaresidenza in grado diinviare il proprio segnalein qualunque parte dellacasa si trovi per far sì chela temperatura dellaparticolare stanza ed altrecondizioni mutino inconformità con lepreferenze settate per quelparticolare utente.

Un impianto domotico è intrinsecamente più sicuro, dal punto di vista elettrico, di un impianto tradizionale. Tutti isensori, compresi i pulsanti con i quali l’utente entra direttamente in contatto, sono infatti alimentati con una bassissimatensione di sicurezza (SELV: Safety Extra Low Voltage). Si tratta di una tensione continua, generalmente compresa trai 12 V ed i 24 V in funzione dello standard adottato, che, come noto, ha effetti biologici sull’uomo trascurabili. La nor-mativa sugli impianti elettrici utilizzatori in bassa tensione suggerisce infatti (CEI 64/8-4:2007-01, Sez. 411) l’adozionedi una tensione SELV come protezione combinata contro i contatti diretti ed indiretti. I sensori ed i comandi sono quin-di alimentati direttamente dal BUS tramite un alimentatore SELV presente nel quadro elettrico. Come detto, il BUS uni-sce quindi la funzione di mezzo trasmissivo e quella di alimentazione dei sensori. Questa soluzione coniuga elegantemen-te sicurezza elettrica, facilità di installazione e flessibilità di configurazione.

La riduzione del numero di cavi di potenza da distribuire negli ambienti (in traccia o in canalina) è vantaggiosa ancheai fini delle interferenze elettromagnetiche. Un cavo percorso da corrente alternata è infatti una possibile fonte di distur-bo, per accoppiamento elettromagnetico, nei confronti di altre apparecchiature elettriche/elettroniche. Nel caso diambienti particolari – quali ad esempio ambulatori di diagnostica strumentale nei quali si fa uso di attrezzature per lamisura di piccoli segnali biologici –, l’utilizzo di un impianto elettrico domotico può essere molto indicato per ridurre lefonti di disturbo dovute all’impianto stesso.

Uno dei fattori che hanno inizialmente limitato la diffusione della tecnologia è stato il proliferare, nella secondametà degli anni ’80, di standard costruttivi tra loro incompatibili (vedi riquadro). Questa situazione è ormai superata: lediverse associazioni, supportate dalla serie di norme europee EN 50090, sono giunte ad una tecnologia standard condi-visa, nota come Konnex, che evita il rischio di obsolescenza dei prodotti in quanto garantisce nel tempo l’interoperabi-lità tra vecchi e nuovi dispositivi e rappresenta una spinta ad un’ampia disponibilità di componenti e dunque ad unariduzione dei prezzi.

Oggi, il principale limite alla diffusione su larga scala degli impianti domotici è da ricercarsi nei seguenti tre aspetti: • scarsa propensione di alcuni progettisti a rivedere completamente abitudini e metodologie di lavoro consolidatenegli anni;• limitata domanda da parte della committenza, spesso legata al timore di costi complessivi elevati e non sempre a cono-scenza delle caratteristiche offerte dalla nuova tecnologia;• oggettiva maggiore complessità di configurazione da parte delle ditte installatrici. In un impianto domotico, infatti,alla fase di mero collegamento dell’hardware deve seguire necessariamente una fase di configurazione software per laquale è indispensabile che il personale sia stato opportunamente formato.

Paragonando, infine, la tecnologia domotica e quella tradizionale dal punto di vista dei costi, è opportuno sottoli-neare che le differenze di costo sui singoli componenti tendono ormai ad essere poco rivelanti. Le maggiori differenzesono invece da ricercarsi nella fase di configurazione del sistema (più lunga e costosa nel caso di impianto domotico) enella fase di installazione (più onerosa nel caso tradizionale a causa del maggior numero di cavi elettrici da posare edelle maggiori opere di muratura da prevedere).

Ernesto Iadanza

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